1、第八章第八章 无菌包装技术无菌包装技术一、基本概念原理一、基本概念原理二、包装材料、食品及无菌化二、包装材料、食品及无菌化三、无菌包装设备与包装过程三、无菌包装设备与包装过程包装印刷无菌包装设备与包装过程第1页一、基本概念、原理 无菌包装是灭菌包装一个类型。灭菌包装主要起源于两无菌包装是灭菌包装一个类型。灭菌包装主要起源于两大类产品,大类产品,一个是需要对已混入包装内微生物进行处理医药一个是需要对已混入包装内微生物进行处理医药品及医疗器械;另一个是需要延长包装使用期一些加工食品品及医疗器械;另一个是需要延长包装使用期一些加工食品。灭菌包装包含“无菌包装”和对包装件“最终灭菌”两种方式 包装印刷
2、无菌包装设备与包装过程第2页微生物微生物包材包材产品产品装填与密装填与密封封消毒已密消毒已密封包装封包装消毒包装产品消毒包装产品无菌包装产品无菌包装产品微生物微生物包材包材产品产品 装填与密装填与密封封杀菌杀菌杀菌杀菌无菌区无菌区包装印刷无菌包装设备与包装过程第3页无菌包装优点:(1)食品经过短时间高温灭菌或巴氏灭菌,不会破坏食品营养成份,对食品质量没有影响。所含维生素能保留95,其色、香、味损失均比包装后灭菌损失少;(2)包装后食品能够在常温下进行保留和运输,降低了流通成本,而且延长了食品保留寿命;(3)无菌包装对包装材料限制小,能使用各种包装材料。包装印刷无菌包装设备与包装过程第4页缺点:
3、(1)极难用于流动性差高粘度包装物品;(2)设备复杂,规模较大,造价高,所以起始成本高;(3)对操作管理要求十分严格,一旦发生污染,整批产品就要全部报废。包装印刷无菌包装设备与包装过程第5页无菌包装种类:(一)完全无菌包装它是指流动性食品在灭菌后用无菌包装材料在无菌环境下进行充填包装。这类包装可用于很多食品:1 牛奶130150温度下,经过26秒钟超高温杀菌2 柑桔汁、苹果汁等饮料果汁pH值在45以下,酵母菌、霉菌和乳酸杆菌等。最高加热温度普通在100以下,数秒灭菌之后,冷却至20充填包装。3 番茄酱 快速杀菌温度为9095,快速冷却到40时就可充填到经过灭菌包装容器中。包装印刷无菌包装设备与
4、包装过程第6页(二)半无菌包装它是指对于难以完全灭菌固体食品,如腊肠片、腊肉片、猪牛肉混合香肠、蛋糕等,抑制其初发菌数并采取无菌材料在无菌室内进行包装,然后进行冷藏流通包装方法。1 蛋糕充气包装。1518。2 肉类加工品真空包装。3 家常菜无菌状态下制造,在无菌室内进行无菌包装。包装印刷无菌包装设备与包装过程第7页无菌:即杀灭微生物使它不能有繁殖和生存机会,指用物理和化学方法使存在于产品全部微生物丧失其活力,包含最耐热细菌芽孢。商业无菌并不代表绝对无菌,商业无菌并不代表绝对无菌,绝对无菌在实际生产中是不可能。绝对无菌在实际生产中是不可能。包装印刷无菌包装设备与包装过程第8页无菌包装原理n污染源
5、:食物,环境,容器 变质源:外因(微生物),内因(酶)n只要具备以下三项条件,就是一个无菌包装系统对食品进行预杀菌对包装容器进行杀菌对装料封口环境进行无菌化处理包装印刷无菌包装设备与包装过程第9页生产无菌产品必要条件包装材料无菌产品无菌无菌环境无菌传送无菌产品无菌环境封口包装印刷无菌包装设备与包装过程第10页二、包装材料、食品及无菌化n包装材料n包装材料杀菌方法n食品预杀菌n包装设备系统环境无菌处理包装印刷无菌包装设备与包装过程第11页 无菌包装材料主要是纸容器和塑料包装材料,也有用金属罐和玻璃瓶,经常使用是由纤维纸、特殊涂料、铝箔、聚乙烯薄膜和粘结剂等组成多层复合材料。(1)扁平袋:(2)直
6、立袋:(3)砖型保鲜盒:(4)玻璃瓶:向玻璃瓶吹送153蒸汽,时间为15秒钟,杀菌之后充填灭菌牛奶,拧紧螺旋盖;(5)金属罐:用过热蒸汽在容器内外加热45秒钟,使容器温度高达221222。罐盖用289315过热蒸汽灭菌7590s。包装材料及容器包装印刷无菌包装设备与包装过程第12页1.选择考虑原因:热稳定性,化学(分解等)物理:外形,力学性能等 化学稳定性:化学物,射线不使材料结构发生改变 阻隔性,气体,光线,水分,卫生安全性 于人体无害 经济性包装印刷无菌包装设备与包装过程第13页康美纸盒纸盒多层原材料结构1.印刷层 印刷2.PE层 防水,保护3.纸板层 起骨架作用4.PE层 内部保护膜5.
7、铝箔层 防光,防水,防氧6.粘结层 加强粘度7.PE层 保护铝作用产品空气包装印刷无菌包装设备与包装过程第14页纸盒生产1 纸板卷2 铝箔3 印刷4 折痕/切割5 中封封合6 纸盒终产品7 装箱包装印刷无菌包装设备与包装过程第15页包装材料杀菌方法一、纸、薄膜、复合膜等包装材料灭菌技术(一)紫外线灭菌表面灭菌,波长在250260nm左右。机理:紫外线照射后微生物细胞内核酸产生化学改变,引发新陈代谢障碍,因而失去增殖能力。(二)环氧乙烷杀孢子能力可达995,技术复杂,消毒时间长,强烈刺激性气味,主要用于医疗器械灭菌包装。包装印刷无菌包装设备与包装过程第16页(三)双氧水双氧水或双氧水低温热(深槽
8、处理 喷雾处理 洗涤处理)125温度和15双氧水相结合,得到高达997无菌率。(四)紫外线和低浓度双氧水结合杀菌法 0.1双氧水 包装印刷无菌包装设备与包装过程第17页包装容器灭菌技术包装容器灭菌技术(一)红外线辐射灭菌 高强度均匀红外线辐射。辐射热通道采取两组控制条件:温度停留时间分别为2820min和3202min。(二)层流通道灭菌350热循环空气。(三)在高压釜中蒸汽灭菌多在115到138范围内进行。包装印刷无菌包装设备与包装过程第18页方法致死效果蒸汽+金属,玻璃过热蒸汽+空气+混合+微波塑料,玻璃包装印刷无菌包装设备与包装过程第19页包装印刷无菌包装设备与包装过程第20页纸盒灭菌H
9、2O2为过氧化物,含有强烈氧化能力,可用作纸盒杀菌剂 氧化基理与以下反应相关:H2O2 H2O+O O+O O2纸盒灭菌效果与以下原因相关H2O2浓度 (33-35%)H2O2喷洒量及温度H2O2反应时间纸盒菌数(纸盒出厂时纸盒几乎无菌,注意贮藏时环境,以防再污染)包装印刷无菌包装设备与包装过程第21页食品预杀菌1.杀菌方法:种类很多,液体食品多用高温短时 UHT:121高温灭菌技术或135高温灭菌技术;26s 巴氏灭菌:7882 30min 2.及时冷却:对包装材料,营养素都是必须.3.预防再污染:尤其是传输时再污染.包装印刷无菌包装设备与包装过程第22页包装设备系统环境无菌处理n1 开机前
10、预杀菌:q热空气,热蒸气,化学气体,q要注意对包装机材料影响(温度、腐蚀性,作用时间)n2.无菌状态保持:q热空气,无菌空气滤菌处理空气,使包装环境维持一定正压状态(17mm水柱),不使外界污染源再进入污染.包装印刷无菌包装设备与包装过程第23页美国太空总署(NASA)NHB。5340.2规格概要无菌环境建立无菌室洁净度,普通从100至100,000级,级数定义是以每立方英尺空气中所含微尘粒径大于0.5 m粒子总数为基准。康美包灌装机灌装区洁净度可控制至100级。灌装车间要求设计至10,000级左右。包装印刷无菌包装设备与包装过程第24页三、无菌包装设备与包装过程 卷材包装机(瑞典L-TBA)
11、纸盒预制无菌包装(combilbloc 系统)无菌瓶装包装设备 大容量(箱中衬袋)无菌包装包装印刷无菌包装设备与包装过程第25页卷材包装机(瑞典L-TBA)适合用于液体(带颗粒)食品.特点:操作简化,劳动强度低,重上材料周期1.5-3小时.可确保高度无菌 一体化作业,省去不一样工序间往返运输 节约包装材料存放空间包装印刷无菌包装设备与包装过程第26页 系统主要工序过程 1).包装材料(PE/纸板/PE/铝箔/PE(或其它塑料)以卷筒形式进 入系统,2).无菌化,灭菌办法:系统预灭菌:35%过氧化氢溶液,喷雾,再用无菌热空气 时间45min包装材料:35%过氧化氢(75)液深槽浸,去除杀菌剂方法
12、:拮水辊,空气刮水刀3).成型,充填(装料)、封口、分离在一台机上完成 卷纸板纸筒(纵向封口)-横向封底(高频)-注料横封顶切底(分离)4)折叠,使底顶角叠在包装盒体上,-大包装包装印刷无菌包装设备与包装过程第27页成型无菌工作原理卷材包装印刷无菌包装设备与包装过程第28页包装印刷无菌包装设备与包装过程第29页纸盒预制无菌包装(combilbloc 系统)纸筒(纸塑铝复合材料)预先制成,成型,装料 封口完成;盒子外形美观坚固生产速度较快,设备外形高度低包装印刷无菌包装设备与包装过程第30页纸筒预制作过程示意包装印刷无菌包装设备与包装过程第31页装料 形式:单管 液体物料 双管 带颗粒液料 性能
13、:粒度 最大20mm 粘度 80-100Pas 颗粒含量:50%(必要时,用消泡剂)消泡,方法,蒸汽喷射,超声波密封结合.有时需要有一定项隙空间,充氮或别惰性气体包装印刷无菌包装设备与包装过程第32页combibloc FFS系统1)工作流程 图示 开袋封底H2O2杀菌装料盒顶成型封顶,(无菌区最终工位,超声)消泡包装印刷无菌包装设备与包装过程第33页 a.机器灭菌n无菌化办法 开机前:过氧化氢蒸汽,热空气混合物进行 运行时:空气净化系统产生无菌空气用分布系统分布,以层流流动状;区域维持正压包装印刷无菌包装设备与包装过程第34页b.容器灭菌容器预热,用与上相同混合气体冲洗(防止H2O2留在壁面
14、)再用热无菌空气干燥,深入驱除残留H2O2(0.5ppm)包装印刷无菌包装设备与包装过程第35页设备外形包装印刷无菌包装设备与包装过程第36页包装印刷无菌包装设备与包装过程第37页无菌瓶装包装设备1.瓶子种类1)玻璃瓶,塑料瓶 (PP,PC,PET气密性好.耐热性74)2)广口瓶,细口瓶3)一次性,重复使用(装UHT乳)瓶子,包装印刷无菌包装设备与包装过程第38页2 无菌瓶装特点 1).节能.与后高压杀菌,热装法比 2).品质好.UHT优质品种,3).节员.自动化程度高 4).省地.不用包装后杀菌,消毒,冷却,对应输送设备 5).容器可轻型化.温度低,压力变形小.包装印刷无菌包装设备与包装过程
15、第39页瓶子灭菌倒置,预热,灭菌(吹入H2O2蒸汽+热空气混合气).热空气吹干包装印刷无菌包装设备与包装过程第40页瓶子充填封盖瓶盖灭菌:视瓶盖材料而定,(要求,杀菌率到达5D)不耐热(塑料,卷材料封盖膜)用H2O2溶液灭菌法;耐热(金属盖):饱和蒸汽装料:重力,低粘度液体 内插喷嘴装料(易起泡)定容积装料(活塞定量杯).密封:封口前或封口过程中,必要时用惰性气或蒸汽冲刷容器顶隙.包装印刷无菌包装设备与包装过程第41页3.玻璃瓶包装系统洗瓶机,瓶子倒立瓶子杀菌机瓶子充填封盖包装印刷无菌包装设备与包装过程第42页4.塑料瓶无菌包装系统 以热塑性颗粒塑料为原料,采取吹模工艺制成容器,在无菌环境下,
16、直接在模中进行装料,封口.容器不需要二次灭菌(制成瓶已经无菌).内容物:UHT乳,果味乳,巧克力饮料,婴儿配方乳,水果饮料,柠檬汁,以及非碳酸饮料(碳酸饮料不适用).容器大小:1ml-10 L 聚乙烯,聚丙烯,及其共聚物.过程:吹模、装料、封口、脱模 无菌办法:系统(包含无菌空气管路)高压蒸气杀菌 容器:压缩空气过滤净化 包装印刷无菌包装设备与包装过程第43页汇源无菌生产汇源无菌生产线工艺流程线工艺流程(框图)(框图)包装印刷无菌包装设备与包装过程第44页包装印刷无菌包装设备与包装过程第45页包装印刷无菌包装设备与包装过程第46页包装印刷无菌包装设备与包装过程第47页(四)大容量(箱中衬袋)无菌包装基本情形:无菌内容物装料袋子中(预置于硬质包装容器内)封口封箱.袋子 材料:8层复合材料 规格:大:200千克,小25千克 装料前已是无菌状态;袋口装料嘴:装料时打开,装完后闭上.取料时打开,取完后闭上.(确保保持无菌状态).包装印刷无菌包装设备与包装过程第48页包装袋组成包装印刷无菌包装设备与包装过程第49页箱中袋包装机包装印刷无菌包装设备与包装过程第50页